對電動汽車感興趣的消費(fèi)者,在購置電動車之前往往會自行瀏覽各大汽車媒體,或多或少的了解到電池管理是電動汽車的核心技術(shù),電動汽車難就難在電池難以管理。一些沒有理工科背景的消費(fèi)者想要進(jìn)行深入了解的時候或許被一系列的專有詞匯弄昏了頭腦,如BMS、SOC、SOH、SOP、單體均衡、熱管理等等,今天小編特開此文,告訴大家電池管理難在哪里。
動力電池的充放電過程涉及到一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)變化,與我們?nèi)粘I钪型凶⑺顾蟛灰粯?。比如,一個容量為100ml的玻璃杯,往里面只能注入100ml的水,再注水就溢出了,無論注水的速度是快還是慢;同樣是這個裝滿水的玻璃杯,只能倒出100ml的水,不能再倒出更多了,無論倒水的速度是快還是慢。兩個額定容量均為100Ah的電池,將其放電到截止電壓后(剩余電量可視為0),我們用1A和10A的充電電流分別對其進(jìn)行充電,充電到截止電壓后,會發(fā)現(xiàn)可能前者充進(jìn)了110Ah電量,后者只充進(jìn)了90Ah電量;同樣是兩塊上述電池,分別在-20℃和20℃環(huán)境下采用相同電流對其進(jìn)行放電,放電至截止電壓,我們會發(fā)現(xiàn)二者所放出電量也不一樣。
燃油車的剩余油量和電動汽車的剩余電量(SOC)的反饋可以便于用戶提前規(guī)劃好行駛路線和剩余行駛里程,并及時進(jìn)行油量(電量)補(bǔ)充。對于燃油車來說,向駕駛員反饋剩余油量很簡單,一根標(biāo)尺,一個傳感器即可,但是對于電動汽車來說,向駕駛員反饋動力電池組的剩余電量(SOC)可就沒那么簡單。動力電池組的SOC不能夠直接測量,只能通過持續(xù)對動力電池的電流、電壓、溫度等參數(shù)進(jìn)行采集,再通過運(yùn)行一定的算法估算得出。SOC是電池管理中最重要的參數(shù),其他一切都是以SOC為基礎(chǔ),所以它的精度和魯棒性(糾錯能力)極其重要,如果沒有精確的SOC,加再多的保護(hù)功能也無法使BMS正常工作,因為電池會經(jīng)常處于保護(hù)狀態(tài),更無法延長電池的壽命。此外有了SOC的估算高精度保證,可以讓電池深度放電,而不會影響電池的使用壽命。有了高精度算法的保證,在滿足同樣的續(xù)航里程前提下,可以更少搭載電池,從而降低成本。
在一個大的電池組中,存在多個電池并聯(lián)和串聯(lián)。影響電池組中各單體電池一致性的因素,主要有單體電池的初始電壓、電池內(nèi)阻及標(biāo)稱容量等。若電池組中各單體電池的一致性較差,就會導(dǎo)致在充放電過程中加于同一條串聯(lián)支路的單體電池兩端電壓分配不均,有些單體電池提前充滿而使系統(tǒng)停止對該支路充電;同樣,放電時有的單體電池會提前放電結(jié)束而使整條支路放電截止。集成度越高的系統(tǒng),一致性影響也會越大。因此在設(shè)計電池組電路時,都必須考慮單體電池的一致性問題,最大化解決一致性的影響。
電池管理在當(dāng)前發(fā)展背景下雖然實現(xiàn)了相對安全可靠、可循環(huán)次數(shù)多及性能優(yōu)秀等。但是對于重要的電量均衡技術(shù)以及其他重難點技術(shù)并沒有完全突破。另外,電池管理系統(tǒng)由于鋰電池的本身相比較傳統(tǒng)鎳鈷電池特性活潑的限制,在過低壓或者過高壓條件下會放出較多熱量導(dǎo)致其安全性能受到影響。因此,對于鋰電池系統(tǒng)的熱管理技術(shù)也需要大量的研究和實踐才能解決。
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